兰州交通大学：《大学物理实验》课程教学资源（PPT课件讲稿）惠斯通电桥

⑩ 物理实验中心 惠斯通电桥

惠斯通电桥

实验简介 实验原理 实验仪器 操作指南 数据处理

实验简介 实验原理 实验仪器 操作指南 数据处理

实验简介 电桥是利用比较法进行电磁测量的 一种电路连接方式，它不仅可以测量很 多电学量，如电阻、电容、电感等，而 且配合不同的传感器件，可以测量很多 的非电学量，如温度、压力等。 实验室里常用的电桥有惠斯通电桥 (单臂电桥)和开尔文电桥（双臂电桥） 两种。前者一般用于测量中高值电阻； 后者用于测量1欧姆以下的低值或超低 值电阻

实验简介 电桥是利用比较法进行电磁测量的 一种电路连接方式，它不仅可以测量很 多电学量，如电阻、电容、电感等，而 且配合不同的传感器件，可以测量很多 的非电学量，如温度、压力等。 实验室里常用的电桥有惠斯通电桥 （单臂电桥）和开尔文电桥（双臂电桥） 两种。前者一般用于测量中高值电阻； 后者用于测量1欧姆以下的低值或超低 值电阻

实验原理 一、 惠斯通电桥（单臂电桥） R1、R2均为 固定电阻，R为 被测电阻，Rs为 可调标准电阻，G 为灵敏电流计，E 为工作电源

实验原理 一、惠斯通电桥（单臂电桥） R1、R2均为 固定电阻， Rx为 被测电阻， Rs为 可调标准电阻，G 为灵敏电流计，E 为工作电源

当电桥平衡，流过检流计的电流 为零时，有 Rs R Rs R2 即 Rx R R2 Rs 若比例臂 =K和Rs为已知，可以 R 求出被测电阻Rx为的阻值

当电桥平衡，流过检流计的电流 为零时，有 2 1 R R R R S x = 即 x RS R R R 2 1 = 若比例臂 和Rs为已知，可以 求出被测电阻Rx为的阻值。 K R R = 2 1

二、开尔文电桥（双臂电桥） R1、R2、R3、R4均为可调电 阻R,为被测低电阻，Rs为低值标 准电阻

二、开尔文电桥（双臂电桥） R1、R2、 R3、R4均为可调电 阻Rx，为被测低电阻， Rs为低值标 准电阻

开尔文电桥是惠斯通电桥的变形， 在测量小阻值电阻（通常<1欧）时具 有相当高的准确度。 开尔文电桥的两点改进： 1.增加了一个由R3、R4组成的桥臂； 2.R、和R由两端接法改为四端接法， 其中P1~P4为电压接点，C1~C4为电流 接点。 元元

开尔文电桥是惠斯通电桥的变形， 在测量小阻值电阻（通常<1欧）时具 有相当高的准确度。 开尔文电桥的两点改进： 1.增加了一个由R3、R4组成的桥臂； 2. Rs和Rx由两端接法改为四端接法， 其中P1~P4为电压接点， C1~C4为电流 接点

通过两点改进，开尔文电桥将R和 R的接线电阻和接触电阻巧妙地转移 到电源内阻和阻值很大的桥臂电阻中， 又通过R1R2=R3R4设定，消除了电阻 R2的影响，从而保证了测量低电阻时 的准确度 调节R1、R2、R3、R4,使电桥 平衡，可求得 Rx二Rs中R+R+RR,R4/

调节R1、R2、 R3、R4，使电桥 平衡，可求得 ( ) 4 3 2 1 3 4 4 2 1 R R R R R R R RR R R R Rx S − + + = + 通过两点改进，开尔文电桥将Rs和 Rx的接线电阻和接触电阻巧妙地转移 到电源内阻和阻值很大的桥臂电阻中， 又通过R1 /R2=R3 /R4设定，消除了电阻 R2的影响，从而保证了测量低电阻时 的准确度

三、电桥灵敏度 在电桥平衡后，若桥路中的电阻阻值 发生改变，电桥就会失去平衡，使检流 计指针发生偏转。设R的改变量为△R、 时指针偏转△n格，则△n/△R称为电 桥的灵敏度。 电桥的相对灵敏度为 △n △n △ S= △R/R△I△R,IR =SSL

三、电桥灵敏度 在电桥平衡后，若桥路中的电阻阻值 发生改变，电桥就会失去平衡，使检流 计指针发生偏转。设Rx的改变量为△ Rx 时指针偏转△n格，则△n/ △ Rx称为电 桥的灵敏度。 电桥的相对灵敏度为 l L x x x x S S R R I I n R R n S =     =   = / /

四、电桥的基本误差 +R) 10010 其中o为电桥的准确度等级，R为相 应有效量程内10的最高整数幂，R为 标准盘示值，即R的测量值

四、电桥的基本误差 ) 10 ( 100 R RN m =  +  其中为电桥的准确度等级，RN为相 应有效量程内10的最高整数幂，R为 标准盘示值，即Rx的测量值